机械原理课程设计——垫圈内径检测装置概要.doc

机械原理课程设计 说明书 设计题目 垫圈内径检测装置 学 院_____汽车与交通学院__ 专业班级______车辆____ 姓 名____________ 学 号___________ 指导教师________赵 健 ______ 青岛理工大学 二零一六年七月二日 目 录 1、设计题目及其要求 1 2、题目分析 2 3、运动方案简介 2 4、立体结构图 4 5、结构设计 4 6、系统评价 19 7、设计小结 19 8、总结 20 参考书目 20 1、设计题目及其要求 设计垫圈内径检测装置，检测钢制垫圈内径是否在公差允许范围内。被检测的工件由推料机构送入后沿一条倾斜的进给滑道连续进给，直到最前边的工件被止动机构控制的止动销挡住而停止。然后，升降机构使装有微动开关的压杆探头下落，检测探头进入工件的内孔。此时，止动销离开进给滑道，以便让工件浮动。 检测的工作过程如图所示。当所测工件的内径尺寸符合公差要求时（图a），微动开关的触头进入压杆的环形槽，微动开关断开，发出信号给控制系统（图中未给出），在压杆离开工件后，把工件送入合格品槽。如工件内径尺寸小于合格的最小直径时（图b），压杆的探头进入内孔深度不够，微动开关闭合，发出信号给控制系统，使工件进入废品槽。如工件内径尺寸大于允许的最大直径时（图c），微动开关仍闭合，控制系统将工件送入另一废品槽。 1—工件 2—带探头的压杆 3—微动开关 a)内径尺寸合格 b)内径尺寸太小 c)内径尺寸太大 具体设计要求见下表： 2、题目分析 垫圈内径检测装置，主要的运动过程为：传动机构间歇的将工件送到检测的位置。在传送的过程中将被止动销挡住刚好到所需检测的内径圆孔到压杆将要下来的地方，然后压杆下来检测内径是否符合要求。在压杆下来检测的时间里，微动开关向右移动检测垫圈内径是否符合要求。微动开关检测完后向左移动，回到其原来所在的。接下来，压杆和止动销一起上升回到其原来的地方。传动机构将已检测的工件送走，并将下一个将被检测的工件送到检测处。 3、运动方案简介 垫圈内径检测装置，用以下4个机构结合搭配组成：传动机构设计，压杆运动机构设计，止动销运动机构设计，微动开关运动机构设计。题目所给的设计数据： 表1 内径检测装置设计数据 方案号 被测钢制平垫圈尺寸 电动机转速 r/min 每次检测时间 s 公称尺寸mm 内径 mm 外径 mm 厚度 mm A 8 8.4 16 1.6 1440 5 B 12 13 20 2 1440 6 C 20 21 30 3 1440 8 D 20 21 37 3 960 8 E 30 31 56 4 960 8 经小组讨论，为使机构的使用性能符合要求，适合本设计，我们采用方案D，如下： D 20 21 37 3 960 8 周期T=8s，角速度ω=2π/T=0.785 rad/s. 在一个周期内，满足要求，各个机构的运动情况： 传动机构 压杆运动机构 止动销运动机构 微动开关运动机构 0～2s 0～1s 传送工件 停在最高点 停在最高点 停在最左边 1～1.5s 下降 1.5～2s 停在最低点 2～3.5s 停 下降 停在最低点 停在最左边 3.5～6.5s 3.5～4.5s 停 检测 停在最低点 右移 4.5～5.5s 检测 5.5～6.5s 左移 6.5～8s 停 上升 上升 停 为使各个机构满足上述要求，传动机构的控制采用间歇机构，压杆运动机构和止动销的运动匹配要求严格，则两者用凸轮轴连接。微动开关机构的控制采用凸轮机构。 4、立体结构图 5、结构设计 5.1、传动机构设计 传动机构是整个装置中负责将待检测的工件传送到检测位置的机构。它需要在运动规律上和控制止动销的止动机构和压杆升降机构相互配合才能完成此装置的工作要求。 为了使工作周期易于控制，我们决定由皮带轮传动来达到运送工件的目的。机构由齿轮来传动，因为其功率范围大、传动效率高的特点正好符合我们的需要。 从所给的设计数据中我们得知：原动件的转动周期为1/16s，而检测周期为8s，因此推料机构的齿轮系的传动比需为128：1，这要由多级齿轮传动来实现。 如图为推料机构的齿轮系简图。 其中： z1=z2’=z3’=20, z2=z3=80, z4=160 传动比i14=z2z3z4/z1z2’z3’=80*80*160/203=128/1 =d2’=d3’=40mm，